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transmittierendes
Licht
Beugungsmuster hervorgerufen wird.
3.1
„Twisted nematic" Flüssigkristallzelle
Die
folgende
Darstellung
Flüssigkristallen. In solchen Zellen haben die Orientierungsschichten (‚alignment layers')
auf der Grund- und Deckfläche der Zelle verschiedene Ausrichtung, die typischerweise in
etwa orthogonal zueinander ist. Durch die langreichweitige Ordnung der Moleküle bildet
sich eine helixartige Struktur heraus, d. h. der Winkel der Molekülachse verändert sich
entlang des Lichtweges durch die Zelle.
Die Helixstruktur des „twisted nematic" Flüssigkristalls kann benutzt werden, um die
Polarisation einer einfallenden Lichtwelle zu verändern. Ist die Polarisation an der
Eintrittsfläche der LC-Zelle parallel zu den Molekülen, folgt die Polarisation der sich
drehenden Molekülachse (siehe Abbildung 1). Beim Austritt aus der LC-Zelle ist daher die
Polarisationsachse gegenüber der einfallenden Polarisation um 90° gedreht.
Abbildung 1: Transmission einer polarisierten Lichtwelle durch eine nematische LC-Zelle
Um die Zelle als ein dynamisches optisches Element zu nutzen, wird eine Spannung an
die transparenten Elektroden der Zelle gelegt. Das resultierende elektrische Feld im
Material führt zu einer Änderung der molekularen Orientierung, wie in Abbildung 2 für
drei Spannungen
V
, V
A
Zusätzlich zu der bereits im feldfreien Zustand vorhandenen Verdrehung („twist") kommt
es zu einer von der Größe der angelegten Spannung abhängigen Verkippung („tilt") der
Moleküle, sobald ein bestimmter Spannungswert überschritten wird (
steigender
Spannung
Feldrichtung orientiert, nur die Moleküle nahe an den Orientierungsschichten bleiben
weitgehend unbeeinflusst.
Da die Helixstruktur der Moleküle durch das Anlegen der Spannung gestört ist, findet eine
Drehung der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts nicht mehr im gleichen Maße
statt, und bei ausreichend hoher Spannung verlässt das Licht die Zelle mit unveränderter
Polarisation.
ein
Kreuzgitter
bezieht
sich
surface-aligned
molecules
twisted-nematic LC cell
dargestellt ist.
, V
B
C
(
),
werden
V
>>V
C
thr
dar,
wodurch
auch
auf
LC-Displays
mit
light
polarization
propagation
die
Moleküle
zunehmend
OptiXplorer
ein
entsprechendes
„twisted
nematic"
light
). Mit
V
>V
B
thr
parallel
zur
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